一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，包括控制系统和加载装置，控制系统与加载装置连接，加载装置设于相似模拟实验台上部，加载装置由安装在相似模拟实验台上的上部挡板、下部活动加载板、前部挡板、后部挡板、左挡板和右挡板组成，施加地应力时控制系统调节加载装置液压油腔中的油压实现均布加载；本发明专利技术结构简单，操作方便，利用压力在流体中的均匀传递来实现向模拟岩体施加均布载荷，解决了相似模拟实验台施加地应力时的应力集中问题，解决了实验初始平衡时模拟岩体中的应力分布不均的问题，且本发明专利技术可以实现匀速加载、快速加载和快速卸载，便于研究煤层开采后的围岩应力分布。后的围岩应力分布。后的围岩应力分布。

【技术实现步骤摘要】
一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置


[0001]本专利技术涉及采矿模型实验载荷加载
，特别涉及一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置。

技术介绍

[0002]相似模拟实验法是一种重要的科学研究手段，是在实验室内按相似原理制作与工程现场尺寸一定比例的相似模型，借助测试仪表观测模型内围岩的应力和应变，利用在模型上研究的结果，借以推断原型中可能发生的力学现象以及岩体压力分布的规律，从而解决岩体工程生产中的实际问题。
[0003]相似模拟实验由于可以简化工程现场的地质条件，且可以在实验室内完成，因此在工程
得到广泛采用。二维相似模拟实验更是由于操作简单，且成本较低，被采矿
广泛采用，来研究覆岩移动变形破坏规律和应力分布规律。
[0004]但现有的二维相似模拟实验台施加地应力主要是在相似模拟实验台上部间隔安装柱塞式液压缸来施加地应力，但是这样施加地应力时会在每个柱塞式液压缸与模型接触端产生应力集中。
[0005]因此，亟需一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，解决相似模拟实验台施加地应力时的应力集中问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，利用压力在液体中的均布传递来实现向模拟岩体施加均布载荷，以替代传统的相似模拟实验台上部间隔安装的柱塞式液压缸。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，包括控制系统、加载装置，控制系统与加载装置连接；
[0009]加载装置设于相似模拟实验台上部，由上部挡板、下部活动加载板、前部挡板、后部挡板、左挡板和右挡板组成，所述前部挡板与所述后部挡板通过螺栓连接在所述相似模拟实验台的立柱上，所述上部挡板设于所述立柱上方，所述下部活动加载板设于所述上部挡板下方，所述左挡板和所述右挡板设于所述立柱内侧，所述上部挡板、下部活动加载板、前部挡板、后部挡板、左挡板和右挡板形成一个空腔，所述空腔为液压油腔；
[0010]所述控制系统通过调节液压油腔中的油压实现均布加载或卸载，进而控制加载装置对相似模拟实验台上模拟岩层的加载或卸载。
[0011]进一步的，控制系统包括液压马达和单片机，计算机连接单片机通过控制液压马达的输出压力调节所述液压油腔的油压。
[0012]进一步的，液压油腔设有液压阀，液压阀与液压马达通过管道连接。
[0013]进一步的，下部活动加载板可沿立柱竖直上下活动。
[0014]进一步的，所述加载装置也可以为中空的棱形结构，底部为可上下活动的活动板。
[0015]本专利技术还包括一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置的使用方法，包括以下步骤：
[0016]a：通过前部挡板和后部挡板上的螺丝孔，将加载装置固定在相似模拟实验台上部；
[0017]b：将液压油腔上的液压阀与液压马达联通，通过控制液压马达的输出压力来控制液压油腔中液压油的压力；
[0018]c：当相似模拟实验开始加载时，由计算机连接单片机控制液压马达提高输出压力，液压马达输出压力升高，液压油腔中的液压油压力会不断升高，液压油腔中充满液压油，由于下部活动加载板是可以活动的，此时液压油的压力就会通过下部活动加载板均匀加载至模型上，此时模型加载；
[0019]d：当相似模拟实验开始卸载时，由计算机连接单片机控制液压马达降低输出压力，液压马达输出压力不断降低，液压油腔中的液压油压力会不断降低，此时模型卸载。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]1、通过利用压力在流体中的均匀传递来实现向模拟岩体施加均布载荷，以替代传统的相似模拟实验台上部间隔安装的柱塞式液压缸，施加地应力时通过计算机连接单片机控制液压马达输出压力，通过调节加载装置液压油腔中的油压可以实现均布加载或卸载。
[0022]2、通过计算机连接单片机控制液压马达输出压力，可以实现快速调节加载装置液压油腔中的油压，进一步可以实现匀速加载、快速加载和快速卸载，便于研究煤层开采后的围岩应力分布。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的结构示意图
[0024]图2是本专利技术的连接示意图
[0025]图3是本专利技术的加载装置结构示意图
[0026]图4是本专利技术的加载装置A
‑
A剖面示意图。
[0027]图中：1、液压阀；2、螺丝孔；3、上部挡板；4、下部活动加载板；5、前部挡板；6、后部挡板；7、左挡板；8、右挡板；9、立柱；10、模拟岩层；11、单片机；12、液压马达；13、加载装置；14、控制系统；15、液压油腔。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上部”“下部”“左”“右”“前部”“后部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某
结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0032]如图1
‑
4所示，用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，包括控制系统14和加载装置13，所述控制系统14包括液压马达12和单片机11，由计算机连接单片机11控制液压马达12的输出压力。
[0033]加载装置13设于相似模拟实验台上部，由上部挡板3、下部活动加载板4、前部挡板5、后部挡板6、左挡板7和右挡板8组成，前部挡板5与所述后部挡板6通过螺丝孔2上的螺栓连接在所述相似模拟实验台的立柱9上，上部挡板3设于立柱9上方，下部活动加载板4设于上部挡板3下方，左挡板7和右挡板8设于立柱9内侧，上部挡板3、下部活动加载板4、前部挡板5、后部挡板6、左挡板7和右挡板8共同构成液压油腔15；加载装置13具有很高的加工精度，不但可以防止模拟岩层10施加地应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，包括控制系统(14)、加载装置(13)，其特征在于：所述控制系统(14)与所述加载装置(13)连接；所述加载装置(13)设于相似模拟实验台上部，由上部挡板(3)、下部活动加载板(4)、前部挡板(5)、后部挡板(6)、左挡板(7)和右挡板(8)组成，所述前部挡板(5)与所述后部挡板(6)通过螺栓连接在所述相似模拟实验台的立柱(9)上，所述上部挡板(3)设于所述立柱(9)上方，所述下部活动加载板(4)设于所述上部挡板(3)下方，所述左挡板(7)和所述右挡板(8)设于所述立柱(9)内侧，所述上部挡板(3)、下部活动加载板(4)、前部挡板(5)、后部挡板(6)、左挡板(7)和右挡板(8)形成一个空腔，所述空腔为液压油腔(15)；所述控制系统(14)通过调节液压油腔(15)中的油压实现均布加载或卸载，进而控制加载装置(13)对相似模拟实验台上模拟岩层的加载或卸载。2.根据权利要求1所述的用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，其特征在于：所述控制系统(14)包括液压马达(12)和单片机(11)，计算机连接单片机(11)通过控制液压马达(12)的输出压力调节所述液压油腔(15)的油压。3.根据权利要求2所述的用于相似模拟实验台的均布载荷加载装置，其特征在于：所述液压油腔(15)设有液压阀(1)，所述液压阀(1)与所述液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩森，李杰宇，明灿，高成章，王彦军，白锋，
申请(专利权)人：山西银锋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：